Aktuell gibt es viele Trends die die Zukunft von Fabriken und automatisierter Produktion beeinflussen können. Fünf dieser Trends werden hier kurz vorgestellt.
Das Folgende Video von CNET bietet einen guten Einstieg in die faszinierende Welt der automatisierten Fabriken dieser Welt:
1. Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen
Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) gehören in der IT wohl zu den meistverwendeten Schlagwörtern der heutigen Zeit. Wie an vielen anderen Orten gibt es auch in Fabriken echte Anwendungsgebiete für diese Technologien. Durch die Analyse von Maschinendaten und Auslastung der Fabrik werden Use Cases wie predictive maintenance möglich, was Ausfälle und damit verbundene hohe Kosten verhindert. Auch bei der Qualitätsprüfung von fertigen Produkten können diese Technologien in Kombination mit Computer Vision oder Messverfahren eingesetzt werden, um die Anzahl an Fehlproduktionen zu verringern und damit Rücksendungen und Reparaturen zu vermeiden.
2. Nachhaltigkeit
Die Klimaveränderung hat in vielen Bereichen zum Nachdenken angeregt, so auch in der Konzeption von Fabriken und der automatisierten Produktion von Gütern. Durch den immer häufigeren Einsatz von Robotern und anderen Maschinen erhöht sich der Stromverbrauch von Fabriken, gleichzeitig werden diese auch immer effizienter. Auch die Nutzung erneuerbarer Energien ist ein Thema. Untenstehendes Bild zeigt das Dach der Tesla Gigafactory in Nevada, welches mit Solarzellen zur Klimaneutralen Energieproduktion bedeckt ist.
Gemäss Teslarati produzieren die Solarpanels auf dem Dach der Fabrik aktuell 3.2 MW. Bis Ende 2022 soll diese Kapazität auf 24 MW ausgebaut werden.
3. Mobile Roboter
Das klassische Fliessband mit stationären Roboterarmen links und rechts ist bekannt, doch der nächste Schritt sollen mobile Roboter sein. Durch die Fortschritte in der Robotik und Sensortechnologie wird es möglich, Roboter herzustellen die selbstständig innerhalb einer Fabrik navigieren können. So können z.B. Arbeitsgegenstände oder Einzelteile ohne Fliessband von einer Arbeitsstation an die nächste gebracht werden. Auch bisher stationäre Roboterarme erhalten durch fahrbare Untersätze eine grössere Flexibilität wie bisher. Auch der Trend „Nachhaltigkeit“ kann mit mobilen Robotern gefördert werden, indem diese zwischen mehreren Arbeitsstationen wechseln und verschiedene Arbeiten ausführen.
Der Roboter „Stretch“ von Boston Dynamics ist ein Beispiel für einen mobilen Roboter, wie er in der Lagerverwaltung eingesetzt wird.
4. Cobots
Ein neuerer Trend in der Robotik sind kollaborative Roboter, sogenannte „Cobots“. Cobots ermöglichen die fliessende Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Cobots werden dann eingesetzt, wenn nicht alle Arbeitsschritte von Robotern ausgeführt werden können oder wenn es effizienter ist, wenn gewisse Schritte manuell auszuführen. Die (räumlich) enge Zusammenarbeit von Mensch und Maschine bringt jedoch auch neue Herausforderungen. So müssen beispielsweise zusätzliche Sicherheitsfunktionen eingebaut werden, damit es nicht zu Unfällen kommt.
Die Verwendung von Cobots eröffnet Arbeitern die Möglichkeit, individuell zu bestimmen welche Schritte automatisch ausgeführt werden und sogar wie diese Schritte ausgeführt werden. Viele Cobots verfügen über eine „Schnelllernfunktion“ mit welcher ein Mensch ohne grosse technische Kenntnisse einen Arbeitsablauf programmieren kann.
5. Industrie 4.0
Die Kombination vieler Trends aus dem Bereich der Automatisierung und Vernetzung von Fabriken bildet das Konzept der Industrie 4.0. Ziel der Industrie 4.0 ist es, durch Vernetzung von Menschen, Prozessen, Maschinen, Sensoren und weiterem eine intelligente Fabrik zu schaffen, in welcher jeder Arbeitsschritt dokumentiert, gesteuert, überwacht und optimiert ist. Alle bisher genannten Trends finden Platz im übergreifenden Thema Industrie 4.0. Einige weitere interessante Teilgebiete sind:
Industrie 4.0 ist ein sehr komplexes Themengebiet und kann nicht in kurzer Zeit umgesetzt werden. Aktuelle existieren viele grundlegende Herausforderungen die gelöst werden müssen, um das Ziel der intelligenten Fabrik zu erreichen. Einige dieser Herausforderungen sind:
- Einheitliche Kommunikationsprotokolle
- Schulung von Mitarbeitenden in neue Rollen
- Datenaustausch zwischen verschiedenen beteiligten Parteien (Supply Chain)
Werden diese und weitere Herausforderungen überwunden, können die Vorzüge von Industrie 4.0 genutzt werden. Produktionszeiten können verkürzt werden, es gibt zu jedem Prozessschritt genaue Informationen und Kosten können auf lange Sicht gesenkt werden.
Weiterführende Links:
Quellen:
- How manufacturers can make the most of cobots (accenture)
- Human + machine: A new era of automation in manufacturing (McKinsey)
- The Future of robotics and automation in manufacturing
- The Future of Manufacturing (Forbes)
- The Future of Sustainability and Industrial Work
- Was ist Industrie 4.0?
- Manufacturing Trends
